陀安一郎、申基澈編（2021）同位体環境学がえがく世界：2021 年版

トンレサップ湖水系の地表水循環― 多元素分析による解析で見えてきたこと ―吉川尚（東海大学海洋学部）

1．トンレサップ湖の環境変化

トンレサップ湖の場合、国際河川であるメコン河

カンボジアにあるトンレサップ湖は、東南アジ水系の一部をなしており、より大きな空間スケー

ア最大の淡水湖で、琵琶湖の 4 倍（乾季の面積比）ルの影響もあります。例えば、メコン河上流部でもある広大な湖です。雨季には、メコン河からの中国やラオス等が大規模ダムを設置することで、水がトンレサップ川を経由して湖内に大量に流入

メコン河や湖の水位が不安定化したり、氾濫原がし、湖から溢れ出した水により広大な氾濫原が出縮小する等の影響が懸念されています。一方で、現します（図 1）。地元住民にとって、トンレサッ

トンレサップ湖の水質の変化は、下流域にあるベプ湖とその氾濫原は、漁業や農業、水運等の産業

トナムのメコンデルタの水質・生態系に影響を与を支えるだけでなく、古くから歴史・文化を育んえている可能性もあります。さらに、地球規模のできた大切な存在です。

気候変動により、湖水の集水域における降水量の変化も懸念される等、トンレサップ湖の現状と将来は楽観視できない状況にあります。

湖・河川氾濫原（雨季に出現）

シェムリアップ川

雨季の主な水循環
乾季の主な水循環
サンケー川
13º 00’ N

トンレサップ湖
セン川

プルサト川

タイ
トンレサップ湖

メコン
河

12º 00’ N

トンレサップ川

ベトナム

カンボジア

103º 00’ E

104º 00’ E

メコン河

105º 00’ E

Modified from the original file (TonleSapMap.png) created by Mkummu (copyright holder)(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:TonleSapMap.png).

図 1．ト ンレサップ湖の地表水循環の概要。雨季にはメコン河からの水が流入し、逆に乾季には湖水が流出する。また、雨季には広大な氾濫原が出現する。

Anabaena affinis

Microcystis aeruginosa

図 2．乾季の湖北部でみられたアオコ（上）。富栄養化により藍藻（下）が異常発生し、湖面が緑色に着色していた。

しかしながら、近年、そのトンレサップ湖の環境や生態系が大きく変化しています。まずは、人口増加を背景とする水質汚濁・過剰漁獲・土地開2．ICP-MS による湖水や河川水の多元素分析発等といった、主に湖や氾濫原の内部に起因する変化があります（図 2）。それらのうち水質汚濁は、こうした環境変化が懸念されるトンレサップ湖

生活・産業排水中に含まれる様々な物質が、河川で、私たちの研究チームは、水質と地表水循環に等を通じて湖に流入することで起こります。次に、ついて調べました（Yoshikawa et al. 2020）。具108

陀安一郎、申基澈編（2021）同位体環境学がえがく世界：2021 年版体的には、湖水や周辺の河川水を採取してその元100%素組成を分析しました。生物の身体は様々な元素80%

元素組成 (%)

で構成されており、必要な元素が環境や食物中に不足していると、それ以上増えることができません。逆に、過剰な量の元素や有毒な元素の存在は、生物の生存に有害です。つまり、湖水の元素組成

60%
40%
20%

を調べることで、湖の生態系の健全性に関する基0%礎情報が得られます。さらに、湖水の元素組成を

A

B1

B2

B3

SiAl

C

周囲の河川水と比較することで、湖水とその中にCa含まれる元素の由来を推定することも可能となり

図 4．水試料の各グループの元素組成の特徴。

Mg

NaK

Fe

Others
その他ます。湖の地表水循環については、その概要は先述した通り調べるまでもなく分かっているのですで分析し、得られた元素組成の特徴に基づいて統が（図 1）、メコン河とその他の河川が湖水やそ計的に解析（クラスター解析）した結果、各地点の含有元素の供給源としてどれだけ貢献しているの水試料は A、B、C の 3 グループに分けられまのかといった、定量的な知見は得られていません。

した（図 4）。グループ A は、Si（ケイ素）、Al（ア私たちが用いた ICP-MS（誘導結合プラズマ質ルミニウム）、Fe（鉄）の割合が高いのが特徴で、量分析装置）では、少量の試料中に含まれる約岸辺が赤土だったシェムリアップ川等の水が該当

50 種の多元素の濃度を、一度に分析することがしていました。グループ C は、Na（ナトリウム）できます。現地調査では、カンボジアの共同研究が多いことが特徴で、生活排水が多く流れこむ者とともに漁船や自動車を使って、湖や周辺の河シェムリアップ川河口等の水が該当しました。グ川を巡って、水試料を採取しました（図 3）。暑ループ B には、水試料の大部分が該当したので、い中、慣れない状況での調査は大変ですが、実際さらに B1、B2、B3 の 3 つのサブグループに分の現場の様子を知っておくことは、後で分析デーけました。サブグループ B1 は、Ca（カルシウム）タを解釈する際に役立ちます。

が比較的多く（図 4）、メコン河の水は雨季・乾季ともにこれに該当しました（図 5、図 6）。サブグループ B2 は、Si、Al、Fe が比較的多く、雨季・乾季のセン川、雨季のサンケー川、プルサト川等が該当しました。サブグループ B3 は、Na が比較的多く、乾季の湖、トンレサップ川、サンケー川、プルサト川等が該当しました。
雨季と乾季における水試料の各グループの水平分布（図 5 と図 6）から、トンレサップ湖水系の地表水循環について、以下のことが分かってきました。雨季には、トンレサップ湖の水と元素の大図 3．湖の水上家屋（左上）。湖内は漁船で調査した（右上）。河川は岸辺から採水した（左下）。水試料はフィルターで懸濁物をろ過除去後（右下）、元素濃度を分析した。

部分は、トンレサップ川を通じてメコン河から流入し、他の河川の影響は小さいことが示唆されます。一方、乾季では、湖水の元素組成には、周囲3．トンレサップ湖水系の地表水循環の小河川や湖底からの溶出等の影響が大きく、雨日本に持ち帰った湖や河川の水試料を ICP-MS

季にメコン河から供給された水や元素の影響はあ109

陀安一郎、申基澈編（2021）同位体環境学がえがく世界：2021 年版

なっている可能性があります。さらに、農・水産

雨季

物を通して有害元素を摂取する可能性もあり、ト湖・河川

シェムリアップ川

氾濫原

サンケー川

トンレサップ湖

セン川

グループ
A
B1
B2
B3
C

ンレサップ湖の水の安全性について、監視・モニタリングすることは重要です。

13º 00’ N

特に、As（ヒ素）については、世界各地で地下水の汚染が深刻な問題となっており、カンボジ

プルサト川

タイ
トンレサップ湖

メコン河

カンボジア

アでもメコン河やトンレサップ川流域等が高リス

12º 00’ N

トンレサップ川

ベトナム

103º 00’ E

104º 00’ E合流点ク地帯とされています。そこで、本研究の分析結

メコン河果を、世界保健機関のガイドライン（WHO 2011）

105º 00’ E

Modified from the original file (TonleSapMap.png) created by Mkummu (copyright holder)(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:TonleSapMap.png).と 比 較 し み る と、 乾 季 の 湖 水 の As 濃 度 は

図 5．元 素組成の特徴で分類した、水試料各グループの水平分布（雨季）。

0.9‒3.5 µg L-1 と多くの地点で基準値（10 µg L-1）の 1/10 を超えており、今後注意が必要な状況で乾季した。また、乾季の湖水の As 濃度は、トンレサッ

湖・河川

シェムリアップ川

プ川及びメコン河（1.5‒2.2 µg L-1）に比べて高い氾濫原

サンケー川

トンレサップ湖

セン川

グループ
AB1
B2B3C地点が目立ち、湖底からの溶出が影響している可

13º 00’ N

能 性 が 考 え ら れ ま す。 雨 季 の 湖 水 の As 濃 度（0.8‒1.4 µg L-1）は、メコン河（0.7‒1.5 µg L-1）等

プルサト川

タイ
トンレサップ湖と同程度で、概ね基準値の 1/10 以下でした。

メコン河

トンレサップ川

ベトナム

カンボジア

103º 00’ E

他に健康被害が懸念される元素としては、マン

12º 00’ N

104º 00’ E

合流点

ガン（Mn）や亜鉛（Zn）等がありますが、これメコン河らの湖水中の平均濃度（Mn: 2.5 µg L-1, Zn: 1.6 µg

105º 00’ E

Modified from the original file (TonleSapMap.png) created by Mkummu (copyright holder)(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:TonleSapMap.png).

L-1）は基準値（Mn: 400 µg L-1, Zn: 3000 µg L-1）

図 6．元 素組成の特徴で分類した、水試料各グループの水平分布（乾季）。

より 2‒3 桁低い値であり、トンレサップ川やメコン河の水（Mn: 63 µg L-1, Zn: 21 µg L-1）と比べまり残ってないことが示唆されます。また、メコても 1 桁低い値でした。Mn や Zn の濃度が湖でン河は、トンレサップ川との合流地点の上流・下河川より低くなった理由として、湖ではこれらの流で元素組成が変化してないことから、トンレ金属元素の多くが鉄（Fe）等とともに水和物やサップ湖がメコン河に与えている影響も大きくは酸化物のコロイド粒子を形成し、水底へ堆積するないようです（ただし、特定の元素や物質によっことで、水中から除去されることが考えられます。ては影響している可能性はあります）。
5．おわりに
4．水源としての評価・潜在的なリスク

私たちが行った調査により、トンレサップ湖水

ICP-MS 分析では、試料中にわずかしか含まれ系の地表水循環に伴う元素の挙動が可視化され、ない微量元素の情報も得られるため、飲料水に人水源としての湖水の安全性に関する基礎情報が得体に有害な元素が含まれてないか、安全チェックられました。一方で、まだ未解明な部分も色々とにも用いられています。トンレサップ湖で水上生残されています。例えば、調査は、雨季と乾季に活を営む人々は、食事の煮炊き等に日常的に湖水1 回ずつしか行っていないため、季節変化の詳細を使っています。また、雨季に氾濫原に溢れ出しは不明ですし、湖水の安全性についても確定的なた湖水の一部は地下水となり、乾季に飲料水とことは言えません。また、私たちの調査では地表110

陀安一郎、申基澈編（2021）同位体環境学がえがく世界：2021 年版

水（地面の上にある湖水や河川水）を採取しまし文献

たが、地下水については調べていません。他チー

W. C. Burnett, G. Wattayakorn, R. Supcharoen, K.

222

ムによる天然ラドン（ Rn）の分布調査等によSioudom, V. Kum, S. Chanyotha, R.

る研究（Burnett et al. 2017）では、トンレサッ

Kritsananuwat, (2017) Groundwater discharge

プ湖におけるリン（P）の供給源として、氾濫原

and phosphorus dynamics in a flood-pulseに溢れた湖水が地下水となって再流入する経路がsystem: Tonle Sap Lake, Cambodia. Journal

重要である可能性が示唆されています。さらに、

of Hydrology 549: 79‒91.

将来、湖の富栄養化が進み、底層で貧酸素水塊がT. Yoshikawa, A. P. Takagi, S. Ishikawa, M. Hori,

発生するようになった場合は、嫌気的な環境とT. Nakano, K.-C. Shin, H. Sitha, E. Cheasan, S.

なった湖底で As が溶出してくる潜在的なリスク

Limsong (2020) Major and trace elements inがあります。

the surface water of Tonle Sap Lake,

私たちの調査で用いた ICP-MS 分析では、元素

Mekong River, and other tributary rivers,の化学形態（無機態か有機態か、酸化数等）の情

Cambodia. Environmental Monitoring and報は得られないため、環境中の挙動や生物に対すAssessment 192: 467.

る毒性等を評価する上で制約があります。一方、

https://doi.org/10.1007/s10661-020-08292-4.

ICP-MS 分析は、少量の試料で多くの元素の情報WHO (2011) Guidelines for drinking-waterが一度に得られる利点があります。その長所を生

quality. 4th ed. Geneva: World Health

かしつつ、他の分析手法も適宜組み合わせることOrganisation.

で、上述した未解明の点についても明らかにして著者情報いくことが可能と考えています。
なお、本稿でご紹介した研究成果は、以下の方々

吉川尚（東海大学海洋学部水産学科教授）。2002 年東京大学大学との共同研究で得られたものです（敬称略、所属

院農学生命科学研究科博士課程修は調査当時）：高木映、石川智士、申基澈、中野了、博士（農学）。東京大学アジ

孝教（地球研）、堀美菜（高知大学）、Hort Sitha、

ア生物資源環境研究センター研究機関研究員、近畿大学水産研究所

Eng Chaesan、Srun Limsong（カンボジア王国

COE 博士研究員、東京大学大学水産局）。

院農学生命科学研究科助教、東海大学海洋学部水産学科講師等を経て、2019 年より現職。

111（2021 年 3 月 31 日掲載）